Les expériences CAPRA utiles pour l'étude du recyclage du plutonium
Le
programme CAPRA a pour objectif l'étude de la consommation massive de
plutonium dans les réacteurs à neutrons rapides.
Le recyclage du plutonium dans les REP avec le Mox, entraîne une
dégradation continue de la qualité isotopique du plutonium qui
limite le nombre envisageable de recyclages successifs. Les réacteurs
à neutrons rapides ne provoquent pas la même dégradation et
peuvent toujours brûler du plutonium devenu impropre à la
consommation en REP. Pour obtenir une consommation massive de plutonium, il
faut optimiser le coeur des RNR et les assemblages combustibles qui le
constituent. Ceci est l'objet du programme CAPRA.
Ce programme comprend deux volets principaux : l'irradiation de
combustibles à forte teneur en plutonium (>30 %) et le test de
combustibles très innovants ne contenant plus d'uranium (oxyde de
plutonium sur matrice inerte).
Les expériences SPIN pour la transmutation des actinides mineurs et des produits de fission à vie longue
Pour le
neptunium 237, c'est un recyclage homogène qui sera utilisé.
L'irradiation CAPRIN doit vérifier la compatibilité d'un tel
recyclage avec les pastilles à haute teneur en plutonium
optimisées pour CAPRA. L'irradiation METAPHIX vise à tester la
transmutation du neptunium en mélange homogène au sein d'un
combustible uranium-plutonium-zirconium. Dans ce programme d'irradiation,
seront aussi présentes quelques cibles d'américium et de petites
quantités de curium.
La transmutation hétérogène sera utilisée pour
l'américium 241 et 243. Il faut donc au préalable
sélectionner la matrice la mieux adaptée aux conditions
d'irradiation, identifier le composé d'américium le plus
compatible avec cette matrice, en optimiser la teneur et mettre au point les
procédés d'incorporation. Ces tâches sont rendues complexes
par la radioactivité de l'américium. Il faudra aussi qualifier
sous irradiation les matériaux modérateurs.
Le programme d'expérience prévu pour les produits de fission
à vie longue comprendra principalement l'évaluation du
technétium 99. Des irradiations consacrées à l'iode 129 et
au césium 135 sont à l'étude. Le CEA semble estimer, en
tout état de cause, que la transmutation des produits de fission
à vie longue n'est pas prioritaire. Même si les solubilités
des produits de fission à vie longue sont supérieures à
celles des actinides mineurs, les activités atteintes par de tels
produits à l'exutoire sont très inférieures aux limites
admissibles.
Au total, les expériences de transmutation avec Phénix seront
riches d'enseignement, même si elles seront réalisées avec
de quantités faibles. Mais il reste que la fermeture de
Superphénix ne permettra pas la validation industrielle des
résultats et compromet la réalisation à 100 % du programme
CAPRA.
La figure suivante présente le planning des expériences
liées à la transmutation que le CEA compte réaliser pour
préparer les décisions de 2006. On remarquera que la plupart
d'entre elles aura lieu avec Phénix mais que quelques autres sont
programmées sur les réacteurs des partenaires étrangers du
CEA.
